利用犯罪现场的 DNA 构建嫌疑人面部模型

今年冬天，一家生物技术公司开始向警方提供一项全新的服务。弗吉尼亚州 Parabon NanoLabs 的 Snapshot 服务允许警方向 Parabon NanoLabs 发送从犯罪现场采集的 DNA 样本。根据这些 DNA，该公司可以重建对嫌疑人脸型的猜测。

“它为调查人员提供了新的线索，”Parabon 的生物信息学主任 Ellen McRae Greytak 告诉《大众科学》 。“Snapshot 的理念是为调查人员提供一种使用 DNA 的新方法。”

Greytak 表示，Parabon NanoLabs 已经处理了 10 起案件，每起案件都针对不同的美国警察部门。第一个公开发布人脸预测的部门是南卡罗来纳州哥伦比亚市的警察局。该部门发布了这张海报，该海报由 2011 年 25 岁的 Candra Alston 和她三岁女儿的谋杀案中“嫌疑人”的 DNA 制作而成：

过去几年，研究人员在利用 DNA 重建人容貌方面取得了巨大进步。Parabon NanoLabs 并不是第一家考虑向警方提供此类服务的公司。生物技术公司 Identitas 和 Illumina 都提供基于 DNA 样本的眼睛和头发颜色猜测服务。Parabon NanoLabs 似乎是唯一一家提供面部图像估计服务的公司。然而，外部专家表示，根据对人类面部基因的研究，这些图像不太可能准确。Greytak 反驳说，由于专有研究，Snapshot 图像比人们想象的更准确——而且，它们只需要足够接近以唤起目击者的记忆。Snapshot 尚未得到外部团体的认可， 《大众科学》采访的研究人员认为下一步应该是认可。

Snapshot 最具争议的方面是它对脸型的预测。眼睛和头发的颜色已被科学证明是相当可预测的。然而，所有公开的科学文献都表明，研究人员才刚刚开始了解如何根据一个人的基因预测他的脸型。荷兰伊拉斯谟医学中心的生物学家 Manfred Kayser 开发了 Illuminas 和其他公司使用的猜测头发和眼睛颜色的方法，他说：“根据已发表的研究结果，我非常怀疑现在有人拥有这种知识。”

为什么脸型比头发和眼睛的颜色更难预测？因为脸型受更多基因控制。科学家发现，任何与脸型相关的基因都只会产生很小的影响。由于头发和眼睛的颜色受较少基因控制，科学家更容易找到大部分基因。即便如此，他们也并非全知全能。这就是为什么从 DNA 预测眼睛和头发颜色时会使用“90% 置信度”这样的数字。与此同时，从 DNA 预测肤色的科学水平（Snapshot 预测的另一个方面）介于眼睛和头发与脸型之间。

Greytak 也认为 Snapshot 并不十分精确，科学也尚未为此做好准备。“我们的目标不是制作一个完全准确的个人资料，而且你见过的只有一个人能与这个个人资料相匹配，”她说。“我们的目标是制作一个与某人足够相似的东西，以唤起记忆，同时明确表明这不是谁。”

那么警方对犯罪现场发现的所有 DNA 进行脸部逆向工程的可能性有多大？

Parabon NanoLabs 进行的研究与其他脸型研究略有不同。例如，他们对人类基因组中的 100 万个独特字母（称为单核苷酸多态性，简称 SNP）进行了大数据分析。他们搜索与不同脸型相关的单个 SNP 以及多达五个 SNP 的组合。许多寻找影响身体特征的 SNP 的研究只关注单个 SNP 或 SNP 对，但人们认为大多数人类特征可能由多个基因控制，因此 Parabon 的方法可能比过去的类似研究更能找到有意义的关联。然而，它有一个很大的局限性。计算机根本无法测试所有可能的组合；这需要太多的计算。例如，在 100 万个 SNP 中，有 170 千万亿种可能的三 SNP 组合。因此，Parabon 使用一种算法来选择一些较少的组合进行测试，它认为这些组合最有可能是重要的。

外部研究人员表示，目前尚不清楚 Parabon NanoLabs 的技术是否比已发表的技术效果更好。北德克萨斯大学健康科学中心的遗传学家 Ranajit Chakraborty 曾研究过 DNA 取证技术，他表示，该公司应该将其数据提交给外部组织进行检查。否则，该公司就等于在销售警察机构正在使用的不透明工具。“我们需要对此进行验证，因为这是他们用来引起你或我的注意的唯一信息，”他说。

Greytak 表示，Parabon NanoLabs 经常向其客户（联邦和州执法机构）验证 Snapshot。这些机构向 Parabon NanoLabs 发送他们认识的人的 DNA 样本。该公司生成面部肖像，然后该机构向该公司发送实际人员的照片以供比较。Greytak 表示，这是许多机构在决定为案件购买 Snapshot 之前要经历的一个步骤。根据 DNA 样本的数量和新鲜程度，Snapshot 肖像可能为每个嫌疑人花费高达 5,000 美元。

那么，警方开始对犯罪现场发现的所有 DNA 进行面部逆向工程的可能性有多大？Snapshot 会像 Greytak 希望的那样成为“调查的关键一步”吗？答案可能取决于这项服务的成本以及警方对其科学的信任程度，而不是其合法性。

出于好奇， 《大众科学》联系了宾夕法尼亚州立大学专门研究科学证据的法学教授戴维·凯耶 (David Kaye)。他表示：“撇开能否准确完成这个问题不谈，坦率地说，我认为没有任何问题。”他补充说，警方通常被允许从犯罪现场找出尽可能多的信息。